專利名稱：纖維疊層網(wǎng)狀產(chǎn)品及其制造方法和設(shè)備以及由該網(wǎng)狀產(chǎn)品制成的吸收性制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種適用于在有吸收擴(kuò)散和保持身體排液性能的制品中的纖維網(wǎng)狀疊層產(chǎn)品，例如，一次性尿襯布，衛(wèi)生餐巾，失禁衣和類似產(chǎn)品，以及制造這種產(chǎn)品的方法和裝置。更準(zhǔn)確地說(shuō)，此發(fā)明涉及的無(wú)紡疊層材料能改善液體的擴(kuò)散，易處理和空氣循環(huán)特性并且將其與人體皮膚相接觸能改善舒適性和柔軟性，當(dāng)把這種無(wú)紡疊層材料放置在吸收性制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，它能改善液體的穿透性和易處理性。
比如象紡粘(spunbonded)網(wǎng)狀物和梳理網(wǎng)狀物這樣的無(wú)紡材料可被用在一次性吸收制品中的身體側(cè)材料。典型地，已使用非常疏松的、多孔的襯料結(jié)構(gòu)可使液體迅速地通過(guò)，因此能保持穿著者的皮膚與在襯料下的吸濕的吸收核心層分隔開(kāi)。同樣，在襯料和吸收襯墊之間已設(shè)置象那些具有厚的、高的纖維結(jié)構(gòu)的材料的其他層狀材料，用于減少液體的回流。
Raley申請(qǐng)的美國(guó)專利第4761322號(hào)公開(kāi)了一種有柔軟結(jié)構(gòu)纖維層的纖維網(wǎng)狀疊層產(chǎn)品，這種產(chǎn)品由一個(gè)有較強(qiáng)結(jié)構(gòu)完整性的相鄰層疊壓而成，這各柔軟組織結(jié)構(gòu)層呆以用于與皮膚相接觸的表面而且相鄰層能給整個(gè)疊層物提供強(qiáng)度和完整性。此專利中的疊層產(chǎn)品包括一個(gè)第一纖維層和第二纖維層，第一纖維層是以第一種間隔開(kāi)的結(jié)合圖案形成的，比如是將第一纖維層通過(guò)由有第一種圖案的加熱輥和一個(gè)光輥形成的輥隙成形的。而第二纖維層是以第二種間隔開(kāi)的結(jié)合圖案形成的，例如，將第一和第二纖維層通過(guò)由第二圖案加熱輥和光輥形成的輥隙而成形的。而形成第二結(jié)合圖案時(shí)還在第一和第二纖維層之間形成結(jié)合，而在第一結(jié)合圖案中沒(méi)有此種情況。
Marsan等人申請(qǐng)的美國(guó)專利第4,392,862號(hào)公開(kāi)了一種由一個(gè)表面部分、一個(gè)支持部分，一個(gè)有吸水性的核心部分和一個(gè)底層組成的吸收性結(jié)構(gòu)。表面部分是一種由疏水性、熱塑性纖維組成的可滲液體、非粘接梳理網(wǎng)狀物。這種表面部分以間隔的結(jié)合區(qū)粘結(jié)于由無(wú)紡聚酯或單絲平紡棉織物組成的能滲透液體的支持部分。
Cumbers申請(qǐng)的美國(guó)專利等4,088,726號(hào)公開(kāi)了一種制造無(wú)紡纖維的方法。一種可熱結(jié)合的無(wú)紡網(wǎng)狀物，通過(guò)由兩個(gè)協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)的壓結(jié)輥的所形成輥隙而形成這種無(wú)紡纖維。至少其中之一是加熱輥，一個(gè)壓結(jié)輥有連續(xù)的表面，另一個(gè)輥?zhàn)拥谋砻媸怯梢恍┫喔糸_(kāi)的凸起的表面所成。在輥隙上同時(shí)出現(xiàn)的那些凸起物的面的矩心在最接近的連續(xù)表面上的縱向位置是不同的，使在輥隙里相對(duì)的紋形表面形成不同程度重疊。
雖然研制了以上描述的幾種形式的無(wú)紡材料，但為使穿著者的皮膚感到更好的表面干燥性和舒適性，仍需要一種用于制造一次性吸收性制品的與體側(cè)接觸的無(wú)紡材料，使其具有更好的液體吸收性，擴(kuò)散性和空氣流通性。同時(shí)這種材料與穿著者的皮膚相接觸時(shí)應(yīng)具有更好的柔軟性和舒適性。另外，當(dāng)用于吸性制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，無(wú)紡材料也應(yīng)能改善對(duì)液體的滲透性和易處理性。
本發(fā)明涉及一種無(wú)紡疊層材料，其中的頂層無(wú)紡層由多無(wú)性的人造短纖維或熱塑材料制成的連續(xù)細(xì)絲組成，底層無(wú)紡層由多無(wú)性的人造短纖維或以能形成小孔的以間隔結(jié)合圖案粘接在一起的二種更多種熱塑材料細(xì)絲組成。因此能形成一種能改善液體的擴(kuò)散性和易處理性并且當(dāng)與人皮膚相接觸時(shí)具有良好的舒適性和柔軟性。同時(shí)本發(fā)明也說(shuō)明了制造這種無(wú)紡疊層產(chǎn)品的方法和設(shè)備，以及由這種無(wú)紡疊層材料制成的吸收性制品。
參考后面的附圖，和對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的說(shuō)明可以很好的理解本發(fā)明的無(wú)紡疊層材料。


圖1表示的是根據(jù)本發(fā)明的一種無(wú)紡疊層材料的部分?jǐn)嗝嫱敢晥D。
圖2表示的是圖1中的無(wú)紡疊層材料從A-A線剖開(kāi)的橫向剖面圖；圖3表示的是根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)無(wú)紡疊層材料的生產(chǎn)設(shè)備示意圖；圖3a表示的是根據(jù)本發(fā)明用于形成無(wú)紡疊層材料的熱結(jié)合輥的透視圖；圖3b和3c，表示的是圖3中熱結(jié)合輥的外表面一部分的放大視圖；圖4表示的是采用本發(fā)明無(wú)紡疊層材料的一次性尿襯布的橫斷面視圖，無(wú)紡疊層材料位于靠近嬰兒身體的尿襯布一側(cè)；圖5表示的是一張本發(fā)明的無(wú)紡疊層材料的部分成孔結(jié)合區(qū)的顯微照片(放大倍數(shù)13.2，12mm，工作距離，5KV的加速電壓)，圖中表示的是面向觀者的無(wú)紡疊層材料的頂層；圖6表示的是一張本發(fā)明的無(wú)紡疊層材料的部分成孔結(jié)合區(qū)的顯微照片(放大倍數(shù)28.7，工作距離12mm，加速電壓，5KV)，圖中表示的是面向觀者的無(wú)紡疊層材料的底層；圖7表示的是一種用于評(píng)價(jià)在此描述的無(wú)紡疊材料的液體吸收性和回流性的測(cè)試裝置的透視圖。
圖8是圖7的橫向剖視圖；圖9表示的是用于評(píng)價(jià)在此描述的無(wú)紡疊層材料對(duì)液體回流性能的測(cè)試裝置的透視圖；圖10是圖9的橫向剖視圖；圖11a表示的是一種利用本發(fā)明的無(wú)紡疊層材料的一次性尿布的部分剖視和俯視圖，這種材料設(shè)置在一對(duì)保護(hù)擋帶的連接邊之間，靠近體側(cè)的襯料的內(nèi)表面。
圖11b表示的是圖11a中的一次性尿布的橫向剖視圖，其中在保護(hù)擋帶末端的彈性材料能促使擋帶部分經(jīng)常保持向上的位置并使之與體側(cè)襯料相隔開(kāi)；圖11c表示的是圖11a的一次性尿布的透視圖，其中邊部的彈性材料和擋帶彈性材料能起到使尿布的邊緣收縮和擋污帶的末端部收攏的作用。
本發(fā)明說(shuō)明了一種分別有頂層纖維層和底層纖維層的疊層纖維織物或材料，其中的頂層纖維是由一種多元性合成短纖維或一種或一種以上熱塑性連續(xù)細(xì)絲組成的。而底層纖維是由一種多元性合成纖維或二種或二種以上熱塑性連續(xù)細(xì)絲組成的?？赡苁菬o(wú)紡網(wǎng)狀物的頂層和底層，能用一種隔開(kāi)的結(jié)合圖案形成一種纖維疊層，例如可以用一對(duì)熱壓紋輥或一對(duì)在其外表面有凸起的結(jié)合圖案的壓結(jié)輥之間進(jìn)行熱結(jié)合制成。在不影響頂層表面質(zhì)地的韌性和柔軟性或整個(gè)疊層的高度的情況下，這種隔開(kāi)的結(jié)合圖案就能在頂層和底層之間提供良好的結(jié)構(gòu)完整性。在隔開(kāi)結(jié)合的區(qū)域中形成的小孔能提高纖維疊層中每各層的液體擴(kuò)散性和空氣流通性。根據(jù)本發(fā)明成型的纖維疊層能改善對(duì)液體的吸收性、擴(kuò)散性以及對(duì)空氣的流通性的特性，因此，當(dāng)用與人體皮膚相接觸時(shí)能產(chǎn)生更大的干燥表面和更好的舒適性。本發(fā)明的纖維疊層還具有高的墊狀結(jié)構(gòu)，還能讓使用者感到更好的柔軟性和類似墊子似的感覺(jué)。當(dāng)所說(shuō)的疊層材料放在吸收性制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，本發(fā)明的纖維疊層也能提供更好的液體滲透性和易處理性。從后面的說(shuō)明和附屬權(quán)利要求書(shū)中將會(huì)了解到本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。
在這里所用的象無(wú)紡網(wǎng)狀物或無(wú)紡層這樣的術(shù)語(yǔ)指的是一種有以隨機(jī)形式混雜的單個(gè)纖維或長(zhǎng)絲形成的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的纖維網(wǎng)或?qū)訝钗?。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)各種方法已能形成無(wú)紡網(wǎng)狀物，比如用熔化吹制法，紡粘法，氣流成網(wǎng)法，濕法成網(wǎng)法，干法成網(wǎng)法，干人造纖維和梳理網(wǎng)狀物法。雖然無(wú)紡網(wǎng)狀材料可用于本發(fā)明，但不認(rèn)為本發(fā)明只局限于使用無(wú)紡材料，而合適的其他纖維結(jié)構(gòu)也可使用。
對(duì)本發(fā)明的纖維疊層材料的說(shuō)明，在本文中是與它在一次性吸收性制品的使用一起介紹的，但是，應(yīng)該理解成本發(fā)明還有一些潛在的應(yīng)用而不局限于這種一次性吸收性制品上。這里所用的象＂一次性吸收性的制品＂這樣的術(shù)語(yǔ)指的是，一種能吸收并且容納身體的排泄物，而且一段使用時(shí)間之后可丟棄的物品。這種物品能放在與使用者的身體緊靠或距離很近的地方，并能吸收和容納體內(nèi)排出的各種排泄物。
參見(jiàn)圖1它表示的是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的有局部斷面的透視圖。無(wú)紡材料10包括頂層無(wú)紡層12和底層無(wú)紡層22。頂層12有一個(gè)上表面14和一個(gè)下表面16，底層22有一個(gè)上表面14和一個(gè)下表面16，底層22有一個(gè)上表面24和下表面26。圖中所示的實(shí)施例，在隔開(kāi)的結(jié)合圖案18的多個(gè)熱熔化結(jié)合區(qū)，穿過(guò)無(wú)紡材料10的厚度使頂層12的纖維和底層22的纖維在介面20上相互熔合成結(jié)合。頂層和底層的結(jié)合基本上局限于在結(jié)合區(qū)18。這就是說(shuō)，在結(jié)合區(qū)18之外的頂層和底層的區(qū)域19上，通過(guò)熔合纖維的方法，各層纖維只是少量的相互結(jié)合在一起。因此，通過(guò)輕度結(jié)合區(qū)19將結(jié)合區(qū)18分隔開(kāi)的。在如圖所示的具體實(shí)例中，在結(jié)合區(qū)18上形成的小孔30能改善這種無(wú)紡材料10的液體擴(kuò)散性和空氣流通性。
雖然在圖中所示實(shí)施例中，這些纖維形成無(wú)紡層，但本發(fā)明的頂層和底層也可以由任何合適的天然或人造纖維以任何合適的結(jié)構(gòu)形成。總之，本發(fā)明中的每一個(gè)無(wú)紡層可以是不連續(xù)的纖維，連續(xù)的長(zhǎng)絲或它的結(jié)合。在所示實(shí)施例中的每層的生產(chǎn)方法用的是干纖維生產(chǎn)過(guò)程，或更特別的是梳理網(wǎng)狀物技術(shù)，正如本技術(shù)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員所公知的。如果梳理技術(shù)能很好地用于形成本發(fā)明中各層的話，那么其它生產(chǎn)不連續(xù)纖維或不連續(xù)長(zhǎng)絲的本技術(shù)領(lǐng)域熟練技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)如紡粘工藝，熔噴工藝，氣流成網(wǎng)工藝，在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以考慮使用。實(shí)際用在本發(fā)明的梳網(wǎng)技術(shù)能使纖維成為直線排列或非直經(jīng)排列的圖形。象本技術(shù)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員所公知的，傳統(tǒng)的梳理機(jī)可用于生產(chǎn)本發(fā)明中的各個(gè)纖維層。
本發(fā)明中的兩層，可以很好地使用能大指供應(yīng)的塑性聚合材料。僅舉例來(lái)說(shuō)，這些聚合物包括聚烯烴類，聚酰胺類，聚酯類和類似的。這種纖維可有任何合適的結(jié)構(gòu)，可以包括中空纖維或芯纖維，成形的纖維，雙組分纖維或高吸收粒子浸漬的纖維。
如圖1中的實(shí)施例所示，由無(wú)紡纖維10組成的頂層無(wú)紡層12是一種由熱塑性聚丙烯纖維組成的結(jié)合梳理網(wǎng)狀物。無(wú)紡纖維組成的底層無(wú)紡層22是一種由聚丙烯的聚酯纖維混合組成的實(shí)質(zhì)上非結(jié)合或非結(jié)合的梳現(xiàn)網(wǎng)狀物。在這里用的＂實(shí)質(zhì)上非結(jié)合＂這一術(shù)語(yǔ)指的是用已知的結(jié)合方法，產(chǎn)生一種其纖維是充分地結(jié)合在一起的網(wǎng)狀物，以便于處理，但結(jié)合的程度又不是為最終的用途提供所需的強(qiáng)度和完整性。在這里提到的＂非結(jié)合性＂指的是網(wǎng)狀物的纖維是不以機(jī)械、熱成形或化學(xué)成形結(jié)合在一起的。
在底層22中的不同種類熱塑纖維的比率可以改變以適合無(wú)紡材料的最終用途。例如，在底層22中的聚丙烯與聚酯按底層總量比可以從大約70∶30變化到大約25∶75，在圖中實(shí)施例表示的材料中兩者的比率大約是40∶60。
本發(fā)明的一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是，在本發(fā)明中的無(wú)紡網(wǎng)狀物中可使用不是最佳特性的特定材料。所以，由一種或多種不同的材料制成的本發(fā)明網(wǎng)狀物能產(chǎn)生一系列好的特性。例如，一種由聚丙烯和聚酯纖維組成的非結(jié)合或基本上非結(jié)合無(wú)紡層，對(duì)于某種無(wú)紡網(wǎng)狀物的應(yīng)用產(chǎn)生太柔軟和太薄弱的效果。但是，在本發(fā)明的下述技術(shù)中，由聚丙烯和聚酯纖維合適的混合制成的無(wú)紡層，能夠結(jié)合形成象由聚丙烯纖維組成的結(jié)合層那樣有更好強(qiáng)度的無(wú)紡網(wǎng)狀物，因此能制成更理想的無(wú)紡疊層物。
在本發(fā)明中使用的無(wú)紡織物10中的纖維尺寸，基本重量和纖維層的密度能根據(jù)網(wǎng)狀物使用的用途容易地改變。例如，在本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用例子里，一種在襯料和表面層之間具有一個(gè)吸收性核心層的一次性吸收性的制品中，這種無(wú)紡材料可用于與身體表面相接觸的表層。僅作為說(shuō)明如下，這種一次性制品包括，尿布，訓(xùn)練用緊身短襯褲，衛(wèi)生餐巾，失禁衣和相似產(chǎn)品。對(duì)于這種應(yīng)用，頂層12的聚丙烯纖維可以細(xì)到大約1.0登尼爾(直徑12.5m)，粗到大約3.0登尼爾(21.6m)，然而聚丙烯纖維的粗細(xì)在2登尼爾(17.6m)到大約2.2登尼爾(18.5m)。并且卷曲纖維的長(zhǎng)度大約1.5英寸(38.1mm)時(shí)能讓使用者產(chǎn)生舒適感，但本發(fā)明中的頂層12的聚丙烯纖維可以細(xì)到大約1.0登尼爾(直徑12.5m)粗到大約3.0登尼爾(21.6m)和卷曲纖維的長(zhǎng)度從大約1.25英寸(31.75mm)到大約2.5英寸(63.5mm)。(從現(xiàn)有技術(shù)中可以知道，卷曲度是纖維的形式，直徑和密度的函數(shù))。用于與人體皮膚相接觸并且起內(nèi)襯層的作用，在頂層12中的聚丙烯纖維的較細(xì)的纖維尺寸能使頂層12產(chǎn)生一個(gè)更柔軟的表層質(zhì)地。在底層22的聚丙烯纖維不需要與頂層12的聚丙烯纖維相同。在底層的聚酯纖維粗細(xì)可以從大約3登尼爾(17.5m)到大約9登尼爾(30.4m)并且卷曲長(zhǎng)度從大約1.25英寸(31.75mm)至3英寸(76.2mm)，而合適的聚酯纖維的粗細(xì)為大約6登尼爾(24.8m卷曲長(zhǎng)度為大約英寸(50.8mm)。雖然沒(méi)有任何特別的理論規(guī)定，但普通認(rèn)為不同的纖維能提高底層22對(duì)液體的吸收性和擴(kuò)散性。在頂層12上的有相同直徑的纖維，在同一下面上能形成相似尺寸的細(xì)孔，在底層22上的不同直徑的纖維能在多層的平面上形成各種尺寸的細(xì)孔?？梢韵嘈?，在底層22的多層平面上的不同尺寸的細(xì)孔能提高吸收貫穿底層22的液體和對(duì)吸入的液體進(jìn)入和擴(kuò)散到整個(gè)底層22。普遍認(rèn)為聚酯纖維的回彈性是改善本發(fā)明中的無(wú)紡疊層的液體的易處理性和空氣流通性的一個(gè)有益的因素。因此，應(yīng)用中，底層22的功能是作為以便一各緩沖層或臨時(shí)儲(chǔ)藏器。以便液體流過(guò)無(wú)紡材料10而進(jìn)入吸收性制品的吸收性核心層。
本發(fā)明的無(wú)紡材料10的基本重量是從大約25g/m2(0.7oz/yd2)到大約78g/m2(2.3oz/yd2)，厚度從大約0.03in.(0.76mm)到大約0.08in.(2.03mm)和密度從大約0.020g/cc到大約0.050g/cc。密度是由以下公式?jīng)Q定的 例如，在本實(shí)施例中，無(wú)紡網(wǎng)狀物的基本重量的范圍是從大約14.7g/m2(1.4oz/yd2)到大約58g/m2(1.7oz/yd2)，厚度的范圍是從大約0.04in.(1.02mm)到大約0.06in.(1.52mm)，而密度的范圍為大約0.030g/cc到大約0.045g/cc。
無(wú)紡材料10的基本重量可用儀器測(cè)量無(wú)紡材料樣品的重量。每種被測(cè)量的樣品應(yīng)不少于4in2(2580mm2)。每種樣品應(yīng)進(jìn)行切斷和平整以減少打團(tuán)和褶皺，分析天平的稱重精度應(yīng)能精確到0.01g。然后，通過(guò)樣品重量除以樣品面積可算得基本重量。
無(wú)紡材料10的厚度可用儀器對(duì)無(wú)紡材料樣品施加一個(gè)恒定的0.25psi(35.15kg/m2)的載荷壓力而測(cè)得。每種被測(cè)量的樣品的面積至少為5×5in.(127×127mm)。每種樣品應(yīng)進(jìn)行切斷和平整以減少打團(tuán)和褶皺，然后放置在直徑大約3in.(76.2mm)的園形有機(jī)玻璃板(壓塊)下，盡可能對(duì)中，然后將壓塊降低到樣品上。對(duì)每種樣品的厚度所計(jì)錄的精度應(yīng)達(dá)到0.001in.(0.0254mm)。
雖然在其它的實(shí)施例中，在與底層22結(jié)合之前，頂層12的基本重量和密度可根據(jù)底層22的參數(shù)而改變，但是實(shí)施例表示的頂層12比底層22有較低的基本重量和較高的密度。頂層的基本重量的變化范圍可在大約0.4oz/yd2(16g/m2)到大約0.8oz/yd2(28g/m2)，理想值是大約0.5oz/yd2(18g/m2)到大約0.6oz/yd2(22g/m2)，底層的基本重量的變化范圍是從大約0.7oz/yd2(24g/m2)到大約1.02OZ/yd2(35g/m2)，理想值是大約0.goz/yd2(32g/m2)。頂層的密度的變化范圍是從大約0.050g/cc到大約0.065g/cc，理想值為大約0.055g/cc，底層的密度的變化范圍是從大約0.024g/cc到大約0.045g/cc，理想值大約為0.035g/cc。
參見(jiàn)圖2，表示的是所述本發(fā)明的無(wú)紡材料10斷面圖，它包括一個(gè)頂層12和底層22。形成隔開(kāi)結(jié)合圖案18的一系列結(jié)合區(qū)穿過(guò)各層厚度，在結(jié)合區(qū)18和介面20處把頂層12和底層22結(jié)合在一起。下面將描述形成隔開(kāi)結(jié)合圖案18的方式。
可以用任何合適的方式在介面20中間把頂層和底層結(jié)合起來(lái)以形成隔開(kāi)的結(jié)合區(qū)18。即形成無(wú)紡材料10，它具有以上描述的對(duì)液體的易處理性、空氣流通性和其它特性。通過(guò)用一對(duì)熱的壓紋輥的熱結(jié)合方法是一種形成結(jié)合區(qū)18的有效方法，下同將詳細(xì)介紹。
在本發(fā)明中設(shè)想了各層的結(jié)合可以有不同的工序。例如，在第一個(gè)工序中成形和結(jié)合頂層12，在第二工序中形成底層22，而在進(jìn)一步的工序中再與頂層12結(jié)合在一起。作為另一種選擇，在第一工序中形成頂層12，在第二工序中底層22被成形，在另一個(gè)工序中各層被結(jié)合在一起，同時(shí)頂層12的纖維也被相互結(jié)合起來(lái)。開(kāi)始是非結(jié)合的或基本上非結(jié)合的底層22的熱塑纖維，在形成無(wú)紡疊層材料10時(shí)會(huì)有一定程度的熱結(jié)合，下面將會(huì)仔細(xì)描述的。
在圖示的實(shí)施例中，頂層12的纖維相對(duì)于底層22的纖維具有較大程度的結(jié)合。例如，頂層12由于它在一對(duì)有普通結(jié)構(gòu)的結(jié)合輥(例如一個(gè)有雕紋的輥和一個(gè)平滑輥，之間通過(guò)而形成熱結(jié)合，輥的溫度在270°F(132℃)與300°F(149℃)之間，其理想值是275°F(135℃)到285°F(141℃)。用熱結(jié)合輥方法結(jié)合層12的合適溫度將依賴于輥?zhàn)颖砻娴倪\(yùn)動(dòng)速度，壓接輥的直徑和所用的熱塑纖維。頂層12也可用其它公知的結(jié)合方法結(jié)合成形，例如用圖案粘接，針縫，噴液或噴氣纏繞纖維的方法。在本實(shí)施例中，頂層12比底層22有更高的密度。這樣，比底層22有更好的結(jié)構(gòu)完整性和機(jī)械強(qiáng)度的頂層12能給底層22起到基本襯底的作用。
通過(guò)改變結(jié)合區(qū)的百分比可以在隔開(kāi)的結(jié)合區(qū)18控制頂層12與底層22的結(jié)合程度，這個(gè)百分比指的是在各層之間的介面上，即在結(jié)合區(qū)內(nèi)結(jié)合點(diǎn)所占有的表面積。因此，如圖1和圖2所示，頂層12和底層22之間的介面20有一個(gè)隔開(kāi)的結(jié)合圖案18在這個(gè)面上，被結(jié)合區(qū)18占有的表面積對(duì)整個(gè)介面20的表面積之間的比率就是介面20的結(jié)合區(qū)百分比。如實(shí)施例所示，無(wú)紡疊層的結(jié)合區(qū)百分比的范圍可從大約1％到大約6％，理想值為大約2％到4％。盡管本發(fā)明表示了一種六角形(蜂窩狀)結(jié)合區(qū)圖案，但本發(fā)明也包括能適合于結(jié)合成本發(fā)明的無(wú)紡材料的其它幾何、非幾何、重復(fù)的和不重復(fù)的結(jié)合圖案。
圖3表示的是用于制造本發(fā)明所述的無(wú)紡疊層材料實(shí)施例的設(shè)備示意圖。如上所述，能用象在美國(guó)專利第3,604,062和第3,604,475中所述的常規(guī)的梳理機(jī)生產(chǎn)本發(fā)明中的各層產(chǎn)品。如圖所示，從第一臺(tái)梳理機(jī)42加工出的頂層12由傳輸帶4Q運(yùn)走，同時(shí)第二臺(tái)梳理52制出底層22放在首層12的上部。在這種方式中，當(dāng)兩層完成成型過(guò)程時(shí)，頂層12就作為底層22的基本襯底。
可選擇地使兩層纖維通過(guò)一對(duì)有輕微壓緊纖維網(wǎng)狀物作用的壓結(jié)輥，這樣能增加網(wǎng)狀物的完整性并有助于后面的工序。纖維層中的一層或二層也可以通過(guò)一種能使網(wǎng)狀物上的纖維的放置有方向性的設(shè)備，以便在機(jī)器方向(MD)和橫向(CD)上獲得最佳的材料的強(qiáng)度。這里所用的機(jī)器方向(MD)指的是生產(chǎn)出網(wǎng)狀物的方向(圖3中的從左到右)，而橫向(CD)指的是垂直于生產(chǎn)網(wǎng)狀物方向的方向。本發(fā)明的無(wú)紡疊層的MD強(qiáng)度必須足夠高(至少在大約900g/in.(354g/cm)至2700g/in.(1062g/cm)之間，其理想值至少為1300g/in.(512g/cm))，以致在生產(chǎn)象尿襯布這樣的一次性吸收性制品的高速生產(chǎn)過(guò)程中，無(wú)紡網(wǎng)狀物不會(huì)破裂。
兩層無(wú)紡層在下一個(gè)過(guò)程中通過(guò)兩個(gè)壓結(jié)輥60和70。在圖3和圖3a的實(shí)施例中，兩個(gè)壓結(jié)輥都要被加熱并且在外表面上有凸起的(陽(yáng))壓結(jié)圖案。下輥60的表面圖案是一種隔開(kāi)的壓結(jié)圖案62，同時(shí)，在上輥70的表面上有一種凸起的壓結(jié)圖案。在其他的實(shí)施例中，壓結(jié)輥的位置可以是相反的。因此，本發(fā)明有這樣一個(gè)特點(diǎn)，使用這些熱的壓結(jié)輥的外表面上有不同的陽(yáng)的或凸起的壓結(jié)圖案，以產(chǎn)生一被隔開(kāi)的壓結(jié)圖，案使無(wú)紡材料的每一層結(jié)合起來(lái)。
當(dāng)兩個(gè)無(wú)紡層12和22通過(guò)兩個(gè)熱的輥60和70之后，由于形成具有能擴(kuò)展到各個(gè)無(wú)紡層主要部分的熱產(chǎn)生的纖維結(jié)合點(diǎn)的獨(dú)立壓實(shí)結(jié)合區(qū)18，所以各層都成為固定了。可依據(jù)各層12和22的厚度而變化的壓實(shí)或結(jié)合區(qū)18的厚度，能在大約50m到大約150m之間改變，本實(shí)施例所用的參數(shù)是大約70m到大約110m。分布在無(wú)紡材料10的壓實(shí)結(jié)合區(qū)18是由二個(gè)表面有凸起圖案的熱壓制輥60和70之間的壓實(shí)點(diǎn)形成的，在它們之間它區(qū)域19纖維是輕微地結(jié)合在一起。
在結(jié)合區(qū)18上形成的小孔30是由表面有凸起圖案的熱壓制輥60和70之間的壓實(shí)點(diǎn)形成的，下面會(huì)做更詳細(xì)的描述。由于本發(fā)明者不嚴(yán)格要求孔30的精確的尺寸和形狀(見(jiàn)圖5和圖6)，所以平均直徑在大約8m到大約580m或更大的小孔都可有效地用于本發(fā)明，理想的值是平均直徑是從大約29m到大約277m。如圖5和圖6所示，小孔30貫穿無(wú)紡疊層材料10，在其上基本上沒(méi)有纖維，并且能提供一個(gè)直接的通道使液體通過(guò)無(wú)紡材料10。因此，小孔30能讓液體迅速被吸入頂層12并進(jìn)入底層22而最終進(jìn)入吸收性制品的吸收核心層中。據(jù)觀察，液體主要是沿著有孔的結(jié)合區(qū)18從無(wú)紡材料10的結(jié)合點(diǎn)流過(guò)的，結(jié)合區(qū)18起到了液體流通通道的作用。應(yīng)把小孔30與在層12和纖維層22之間形成的孔區(qū)別開(kāi)，這些孔不很呂而且是彎曲的，不能對(duì)液體迅速的吸收和擴(kuò)散。因此，所示無(wú)紡材料10有隔開(kāi)的結(jié)合區(qū)18并且小孔30在結(jié)合區(qū)18上形成，在它們之間有輕微結(jié)合區(qū)19。
對(duì)于所用壓結(jié)輥上凸起圖案的特殊結(jié)合的二個(gè)參數(shù)是，結(jié)合輥上凸起區(qū)的尺寸和距離，即隔開(kāi)的結(jié)合區(qū)的距離。如上所述，兩個(gè)參數(shù)共同影響無(wú)紡材料10上結(jié)合點(diǎn)的百分率。足夠的結(jié)合區(qū)的百分比對(duì)于保證網(wǎng)狀物為滿足使用而要求的完整性是重要的。另一方面，保持結(jié)合區(qū)百分比不太大也是重要的，因?yàn)?，較大的結(jié)合區(qū)百分比常使網(wǎng)狀物的柔軟性降低。本實(shí)施例中下輥60的結(jié)合區(qū)百分比(凸起結(jié)合圖形62的表面積對(duì)下輥60的全部表面積的比率)的范圍是從大約9％到20％，理想值是大約18％到大約19.5％。上輥70的結(jié)合區(qū)百分比(凸起點(diǎn)72的表面積對(duì)上輥70的全部表面積的比率)在本實(shí)施例中的范圍是從大約10％到大約30％，理想值為大約11％到20％。如上所述，作為上輥70和下輥60結(jié)合區(qū)百分比的計(jì)算結(jié)果的無(wú)紡疊層10的結(jié)合區(qū)百分比能在從大約1％到大約6％的范圍，其理想值是大約2％到大約4％。
更重要的是，由于兩個(gè)壓制輥上的凸起圖形的共同作用可使在結(jié)合區(qū)內(nèi)的小孔數(shù)量達(dá)到最佳。在圖3a，3b和3c所示的實(shí)施例中，在下輥60的外表面64上的凸起結(jié)合區(qū)圖案62的寬度可以從大約0.04in.(1.0mm)到大約0.08in.(2.0mm)，寬度的理想值是大約0.07in.(1.8mm)，并且在凸起結(jié)合區(qū)圖案62上的根部66的寬度可在從大約0.06in.(1.6mm)到大約0.12in.(3.1mm)范圍，其理想值大約為0.11in.(2.8mm)。在此實(shí)例中，下輥60的凸起結(jié)合圖案62有一個(gè)大約0.04in.(1.0mm)的刻模深度，即從凸起結(jié)合圖案62上根部66到外表部64之間的距離。下輥60的凸起結(jié)合圖案62中的單個(gè)六角形68的邊重復(fù)寬度W，尺寸在大約0.65in.(16，50mm)到大約0.68in.(17.33mm)，重復(fù)高度H，尺寸從大約1.10in.(28mm)到大約1.18in.(30mm)，和一個(gè)間距P，尺寸在大約0.65in.(16.50mm)到大約0.68in(17.33mm)之間，并且其間距角，范圍在大約45°到大約60°之間。
仍參見(jiàn)圖3a，3b和3c，上輥70的外表面74上的凸起結(jié)合區(qū)72的寬度為從大約0.028in.(0.70mm)到大約0.031in.(0.80mm)，其理想值為大約0.030in.(0.75mm)。象傳統(tǒng)的技術(shù)一樣，凸起結(jié)合點(diǎn)72的根部76的寬度只比其外表面74上的寬度稍大。上輥70的凸起結(jié)合點(diǎn)72有一個(gè)大約0.026in.(0.65mm)的刻模深度。在此實(shí)施例中，各個(gè)凸起結(jié)合點(diǎn)72的布置是以大約218.0結(jié)合點(diǎn)/in2(33.8個(gè)結(jié)合點(diǎn)/cm2)，并有一個(gè)從大約0.094in(2.4mm)到大約0.118in(3.0mm)的重復(fù)的寬度W′和一個(gè)大約0.068in(1.72mm)的重復(fù)的高度H′，以及一個(gè)大約0.068in(1.72mm)的間距P′，其間距角為從大約30°到大約45°。雖然如實(shí)施例所示，凸起結(jié)合點(diǎn)的外表面74是正方形的，但其它幾何或非幾幾何形狀都可以作為上輥70上的凸起結(jié)合點(diǎn)72的形狀。
發(fā)明者已經(jīng)觀察到要優(yōu)化本發(fā)明的無(wú)紡材料10，下面的幾個(gè)因素是相互聯(lián)系的1)，壓結(jié)輥60和70的溫度。
2)，成形工序的線速度；3)，在壓結(jié)輥之間縫隙壓力；4)，壓制輥的直徑；5)，用于制作纖維層12和22的材料類型。
就是說(shuō)，調(diào)整一個(gè)或多個(gè)以上因素會(huì)影響其他的因素。例如，增加成形過(guò)程的線速度會(huì)導(dǎo)致無(wú)紡疊層在壓結(jié)輥中接觸的時(shí)間縮短。因此，需要增加壓結(jié)輥的溫度以保證所需的兩層結(jié)合的程度，以補(bǔ)償線速度的改變。
如上所述，與兩層壓結(jié)有重要關(guān)系的是壓制輥60和70的溫度。理所當(dāng)然地，對(duì)于每種聚合物溫度低于一定溫度時(shí)不會(huì)影響任何壓結(jié)過(guò)程，但溫度若高于某值將會(huì)熔化太多的網(wǎng)狀物。同時(shí)，也已看到，壓結(jié)輥的溫度也能影響所生產(chǎn)的無(wú)紡疊層物的拉伸強(qiáng)度和柔軟性。特別是，在一定范圍內(nèi)，較高溫將能產(chǎn)生一種有較高拉伸強(qiáng)度的網(wǎng)狀物。但是，同樣的較高溫度也使網(wǎng)狀物的柔軟性下降。由于這個(gè)溫度范圍能引起壓結(jié)程度的較高和較低不同，所以以上的情況是可能的。那就是說(shuō)，較高的溫度有可能導(dǎo)致更多和更堅(jiān)固的內(nèi)部纖維的結(jié)合，這種結(jié)合對(duì)提高拉伸強(qiáng)度是有利的但對(duì)柔軟性會(huì)有點(diǎn)損害。另外，當(dāng)熱塑纖維有更大的收縮時(shí)，較高的溫度會(huì)導(dǎo)致一個(gè)高度較低的墊塊結(jié)構(gòu)，反而影響無(wú)紡材料10的柔軟性和墊子似的感覺(jué)。
已進(jìn)一步的觀察到，壓結(jié)輥的溫度也能影響網(wǎng)狀物上壓結(jié)區(qū)里的小孔的形成。雖然在壓結(jié)區(qū)里的小孔并不只是由熱形成的，但熱的壓結(jié)使受到足夠程度壓力的各層產(chǎn)生小孔，在下面將更詳細(xì)的介紹。
在圖示實(shí)施例中，下輥60的壓結(jié)溫度范圍在大約260°F(127℃)到大約285°F(140℃)，其理想值是大約265°F(129℃)到大約275°F(135℃)，上輥70的壓結(jié)溫度范圍在大約270°F(132℃)到大約320°F(160℃)，其理想值是大約290°F(143℃)到大約315°F(157℃)。這是重要的，就是與頂層12相接觸的壓結(jié)輥的溫度要低于與底層22相接觸的壓制輥的溫度，在本實(shí)施例中這二個(gè)輥分別是下輥60和上輥70，以致頂層12的柔軟性不會(huì)明顯地降低，同時(shí)在底層22中的熱塑纖維被加熱到足夠溫度而與頂層12的熱塑纖維熔合在一起。只在能使壓結(jié)輥60的溫度保持在稍低于頂層12的壓結(jié)溫度，并設(shè)想在以上描述的成形過(guò)程中其它所有操作參數(shù)的穩(wěn)定，即纖維層12的柔軟性就不會(huì)有顯著的改變。
有關(guān)于在壓制區(qū)里小孔的形成和二層壓結(jié)的另一個(gè)重要因素是，每一個(gè)壓制輥的線速度。在實(shí)例中，輥的線速度的范圍是從大約65feet/min，(20m/min)到大約328feet/min(100m/min)或更大。已進(jìn)一步的觀察到，在壓結(jié)區(qū)內(nèi)小孔的形成情況可能通過(guò)使用二輥的不同的表面速度而得到顯著的改善。旋轉(zhuǎn)表面速度的差值能是不同的，可在大約4％到大約20％，常用的差值是大約5％到大約15％?？梢允褂枚€(gè)中任一個(gè)壓結(jié)輥比另一個(gè)壓結(jié)輥有更高的轉(zhuǎn)速。雖然不受任一個(gè)特定的理論限制，但據(jù)信，用不同的壓結(jié)輥的轉(zhuǎn)速可以改善小孔的成形，這時(shí)因?yàn)?，熱壓結(jié)合區(qū)的壓結(jié)輥表面的切向剪切力在壓制輥的凸起圖形之間的結(jié)合點(diǎn)上撕開(kāi)無(wú)紡材料以形成小孔。
另一個(gè)對(duì)二層的結(jié)合起重要作用的因素是每個(gè)壓結(jié)輥的直徑。雖然在所示實(shí)施例中(和以后的實(shí)施例)每個(gè)壓結(jié)輥的直徑大約是12英寸(305mm)，但是直徑較大或較小的壓結(jié)輥都適于本發(fā)明的無(wú)紡疊層的生產(chǎn)。此外各輥?zhàn)拥闹睆讲恍枰且恢碌摹?br> 另一個(gè)對(duì)兩層的結(jié)合和在結(jié)合區(qū)內(nèi)小孔的形成起重要作用的因素是，在壓結(jié)輥之間的輥隙壓力。在圖示實(shí)施例中，壓結(jié)輥產(chǎn)生的輥隙壓力從大約60Pli(10kg/1cm)到大約400Pli(67kg/1cm。較高的輥隙壓力將會(huì)導(dǎo)致形成產(chǎn)生一個(gè)薄的墊塊式的結(jié)構(gòu)，反而影響無(wú)紡材料10的柔軟特性。
在圖示實(shí)施例中，在無(wú)紡疊層材料10的纖維層12和22被壓制輥60和70壓結(jié)以后，無(wú)紡材料10被卷在一個(gè)卷繞輥78上。另外，最好設(shè)計(jì)這種裝置與制造最終產(chǎn)品的生產(chǎn)線聯(lián)起來(lái)。在卷繞輥78或生產(chǎn)線的較高的拉緊力是另一因素，即可能對(duì)本發(fā)明的無(wú)紡材料10的高度起反作用。
圖4表示的是使用本發(fā)明的無(wú)紡材料80的一次性尿布100的剖面圖，無(wú)紡材料位于能與嬰兒身體相緊挨的尿布的一側(cè)。在所示實(shí)施例中，無(wú)紡材料80形成面向人體的外層12，外層12包括一個(gè)由聚丙烯纖維形成的結(jié)合梳理網(wǎng)狀物和一個(gè)內(nèi)＂吸收＂層22，層22包括由上述的聚丙烯和聚酯纖維混合物制成的基本上非結(jié)合或非結(jié)合的梳理網(wǎng)狀物。尿布還包括一個(gè)能滲透液體的身體側(cè)襯料82和一個(gè)吸收核心層84，例如是象由親水性木纖維木漿制成的絨毛和高吸收性凝膠顆粒(例如高吸收性物質(zhì))混合而成。一個(gè)至少環(huán)繞著一部分吸收性核心層84的織物層92，和一個(gè)例如是聚乙烯薄片的柔軟的不滲液體的外層86。這里所用的＂超吸收性＂指的是不論天然或人造材料能吸收或膠化至少是它自身重量10倍的液體。
在所示實(shí)施例中，在襯料82的總面積基本上是與外層86的總面積一樣大的同時(shí)，覆蓋有襯料82的無(wú)紡材料80基本上是與吸收性核心層84的寬度一樣寬。作為另一種選擇，無(wú)紡材料80可以做得與外層86一樣大。在其它的結(jié)構(gòu)中，無(wú)紡材料80的寬度可以小于吸收性核心層84的最小寬度。在各種可選擇的結(jié)構(gòu)中，雖然中實(shí)施例中無(wú)紡材料80和外層86的長(zhǎng)度是基本上相等的，但是無(wú)紡材料80的長(zhǎng)度可以等于或小于外層86的長(zhǎng)度。
正如在圖4中更進(jìn)一步表示的。無(wú)紡材料80設(shè)置在與襯料82的體側(cè)表面相連接的二條任選的保護(hù)擋帶88之間。已經(jīng)有對(duì)保護(hù)擋帶的合適結(jié)構(gòu)和布置的描述，例如，K.Enloe在1987年11月3日被準(zhǔn)的美國(guó)專利第4,704,116號(hào)上就有記載。它的內(nèi)容在這里引作參考。
在吸收性制品中可選擇使用的彈性元件90位于尿布100的每一個(gè)相鄰的長(zhǎng)邊上彈性元件90的作用是對(duì)著穿戴者的雙腿收緊和保持住尿布100的側(cè)邊緣。另外，彈性元件(未示出)也放在靠近尿布100的兩端或一端，起一個(gè)彈性腰帶的作用。
無(wú)紡材料80可以與體側(cè)襯料82或外層86以一各實(shí)用的方式聯(lián)結(jié)或結(jié)合。在這里所用的＂結(jié)合＂這一名詞包括這樣的結(jié)構(gòu)，在其中，通過(guò)固定無(wú)紡材料80與襯料82相對(duì)的邊緣和中部區(qū)使無(wú)紡材料80與身體側(cè)襯料82直接地連接起來(lái)了。和另一種結(jié)構(gòu)，在其中無(wú)紡材料80或直接與外層86固定在一起或通過(guò)將無(wú)紡材料80固定于中間元件，然后中間元件再固定于外層86。無(wú)紡材料80可以通過(guò)連接的方法(未示出)，例如粘接，聲波粘結(jié)，熱連接或其它本技術(shù)領(lǐng)域熟練技術(shù)人員公知的連接方法，與體側(cè)襯料82或外層86直接固定起來(lái)。把這種連接方法用于尿布100的各部分的內(nèi)部連接和裝配是很顯然的。公知的緊固方式(圖中未表示)也可在所示的尿布的結(jié)構(gòu)中選擇使用。
圖11b表示的是一次性尿布120的斷面圖，尿布中使用包括本發(fā)明的無(wú)紡材料128，位于尿布側(cè)面的身體側(cè)吸收層襯料146的上面。在此實(shí)施例中，無(wú)紡材料128包括一個(gè)加強(qiáng)層147和一個(gè)緩沖層149，加強(qiáng)層147包括一個(gè)由聚丙烯纖維形成的結(jié)合梳理網(wǎng)狀物，緩沖層149包括一個(gè)由聚丙烯纖維和聚酯纖維混合制成的基本上非結(jié)合或非結(jié)合梳理網(wǎng)狀物。在此實(shí)施例中，應(yīng)妥善放置無(wú)紡材料128使緩沖層149與體側(cè)襯料146的內(nèi)表面(尿布側(cè))相鄰，并使加強(qiáng)層147面向一次性尿布的內(nèi)部吸收結(jié)構(gòu)132，在下面會(huì)更進(jìn)一步的描述。把緩沖層149放在鄰近體側(cè)襯料146的內(nèi)表面以便改善用于液體的滲透性和易處理性有關(guān)的內(nèi)部纖維孔尺寸的分布和排列。
更仔細(xì)地考慮一次性尿布120，參見(jiàn)圖11a和11c，尿布120包括一個(gè)液體不可透過(guò)的背層或外表層130，它確定了一個(gè)前腰帶區(qū)123，一個(gè)后腰帶區(qū)125和一個(gè)與前后腰帶區(qū)相連的中部岔口區(qū)131。比如象吸收核心層132一樣的吸收性部件設(shè)置在外層130的上方，使得吸收性核心層132夾在無(wú)紡材料128和外層130之間。
在圖示的實(shí)施例中，無(wú)紡材料128的緩沖層149的基本重量是大約34g/m2，并且是由40％ 3.0登尼爾的聚丙烯纖維和60％ 6.0登尼爾的聚酯纖維組成的。加強(qiáng)層147的基本重量是大約16.0g/m2，是由100％，3.0登尼爾的聚丙烯纖維組成的。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，被放在象尿布120這樣的吸收性制品中的無(wú)紡材料128，基各個(gè)層的基本重量和密度的改變應(yīng)主要基于能使使用性能得到改善，而較少的受到美觀和比如柔軟性這樣的使使用者產(chǎn)生舒適感覺(jué)的特點(diǎn)的制約。在所示實(shí)施例中，因?yàn)闊o(wú)紡材料128是用于內(nèi)部而不直接與使用者的身體相接觸，所以，能用基本重量較低的材料并且緩沖層149不用做得很柔軟。
圖11a是展開(kāi)的、非收縮狀態(tài)(也就是除去了所有的彈性收縮元件)的尿布120的平面示意圖。其與使用者相接觸側(cè)面向觀看者。在所示的該實(shí)施例中，尿襯布120有一個(gè)寬度尺寸198，一個(gè)長(zhǎng)度尺寸199，一個(gè)前腰帶區(qū)123，一個(gè)后腰帶區(qū)125和一個(gè)岔口131。腰帶區(qū)包括尿襯布120的上部，當(dāng)穿著時(shí)，此部分全部或部分地覆蓋或圍著穿著者的腰部或軀干的中下部。中部岔口區(qū)131位于腰帶區(qū)123和125之間，并與二者相連，當(dāng)穿著時(shí)，它包括的尿布120的那部分位于穿著者的雙腿之間的部分。因此，岔口區(qū)是一個(gè)在尿布120或其它一次性吸收制品上經(jīng)常發(fā)生循環(huán)液體波動(dòng)的部件。
所示實(shí)施例中，尿布120有二個(gè)基本上是一樣大的體側(cè)襯料146和外層130，并且它們的長(zhǎng)度和寬度都要比吸收性核心層132大。體側(cè)襯料146在外層130上面并與之相連，因此確定了尿襯布120的邊緣133。外部縱向延伸邊137和橫向延伸邊緣122限定了尿布的邊緣133。如圖11b所示，側(cè)邊137可以是曲線的并且其輪廓與尿布上腿的開(kāi)口相符。所示的底邊122是直線的，但也可選擇曲線。雖然在該實(shí)施例中所示的，由體側(cè)襯料146和外表層130形成的邊緣是基本對(duì)稱的，但也可以使用合適的非對(duì)稱形狀。尿布120還具有橫向中心線124和縱向中心線126。
體側(cè)襯料146可以有不同形狀。例如，體側(cè)襯料146可以有一個(gè)與外表層130共同鋪開(kāi)并至少覆蓋外表層中部一部分的寬度。另一種選擇是，體側(cè)襯料的寬度可以至少與岔口區(qū)的吸收核心層132的寬度一樣。
體側(cè)襯料146提供了一個(gè)面向身體的表面，即有順從性的，柔軟的，并且不刺激于穿著者的皮膚的表面。通常體側(cè)襯料146用于把穿著者的皮膚與在吸收核心層中的液體隔開(kāi)。體側(cè)襯料146包括一種材料，即能滲透液體的多孔材料并且允許液體迅速地透過(guò)它的厚度。一個(gè)適用的體側(cè)襯料146應(yīng)是由寬范圍的網(wǎng)狀物材料制成，例如，多孔的或網(wǎng)狀的泡沫，有孔的塑料薄片，人造纖維(例如，聚酯或聚丙烯纖維)，天然纖維(例如，木質(zhì)或棉纖維)，或天然和人造纖維的混合物。
各種紡織或無(wú)紡纖維都可用于體側(cè)襯料146。例如，體側(cè)襯料可包括由聚烯烴纖維制的熔噴或紡粘網(wǎng)狀物。身體側(cè)襯料還可是一種天然和/或人造纖維的粘接梳理網(wǎng)狀物。
體側(cè)襯料146基本上可以由疏水性材料組成這種材料可選擇性地用表面活化劑或其它方法處理，以得到一個(gè)理想的吸濕性和親水性的性能。例如，體側(cè)襯料146可包括由一個(gè)由聚丙烯制成的無(wú)紡紡粘網(wǎng)狀物。這個(gè)網(wǎng)狀物可以由2～5登尼爾的纖維組成，基本重量為大約17～51g/m2，密度為大約0.032～0.43g/cc。體側(cè)襯料146也可以包括大約0.11～0.43重量百分比的合適的表面活化劑，例如用Rohm&HaQs，公司的Triton X-102表面活化劑，該公司在賓西法尼亞州的費(fèi)城市有辦事機(jī)構(gòu)。
在所示實(shí)施例中，尿布120包括一個(gè)基本上與外表層130的總面積一樣大的身體側(cè)襯料146，它是由一個(gè)無(wú)紡，可吸濕的聚丙烯紡粘網(wǎng)狀物組成的。這個(gè)網(wǎng)狀物的基本重量大約為0.7oz/yd2(大約24g/m2)。在此實(shí)施例中，至少在網(wǎng)狀物的岔口區(qū)內(nèi)，體側(cè)襯料還包括多個(gè)小孔，它延伸通過(guò)整個(gè)襯料材料的厚度。
在該實(shí)施例中，沿著擋帶的固定邊164，保護(hù)擋帶162連接于體側(cè)襯料146的體側(cè)表面。(見(jiàn)美國(guó)專利第4706116說(shuō)明了合適的結(jié)構(gòu)和布置)。每個(gè)保護(hù)擋帶162上的可動(dòng)邊166包括一帶彈性件168，它包括一條或多條專用的彈性塑料材料的繩。例如，彈性繩可以是分開(kāi)的，一般是平行的排列。彈性元件192以一種彈性收縮的形式與保護(hù)擋帶162的可動(dòng)邊166相連接，這種收縮造成保護(hù)擋帶的邊收集和縮短，使每個(gè)保護(hù)擋帶的可動(dòng)邊達(dá)到它自己的位置，這是一個(gè)擋帶從身體側(cè)襯料146上離開(kāi)并保持向上的位置。制造保護(hù)擋帶的材料可以與身體側(cè)襯料146的相同，也可以不同，對(duì)液體可以是滲透性的，也可以是非滲透性的。例如，在所示實(shí)例的尿布120中，保護(hù)擋帶162可以由對(duì)液體滲透或非滲透的紡粘－熔噴－紡粘纖維無(wú)紡疊層材料制成，這種材料在BrocR等人，申請(qǐng)的美國(guó)專利第4041203號(hào)中描述，在這里引作參考。
外表層130由基本上不滲水材料組成的，并且典型的是由一個(gè)塑料薄片或其它不滲透液體的軟材料制成的。在這里所用的術(shù)語(yǔ)＂柔軟的＂指的是具有柔順性，能容易的與使用者的身體和輪廓相符合的材料。外表層130能使在吸收核心層132中的排泄物與和尿襯布120相接觸的象床單和罩布這樣的吸濕物隔離開(kāi)。例如，外表層130可以是厚度在大約0.012mm(0.5mil)與0.051mm(2.0mils)之間的聚乙烯薄片。由于成本的限制和強(qiáng)度的需要，典型的聚乙烯薄片的厚度在大約1.0mil至大約1.25mils之間。外表層的另一種結(jié)構(gòu)可以一種紡織或無(wú)紡纖維網(wǎng)狀物，這種網(wǎng)狀被制成或處理成能具有理想的對(duì)液體不可滲透性。
一種外表層30的合適的材料包括一種聚合物薄片，這種材料可以用位于New Jersey的South Plainfield的Edison塑料公司的聚乙烯薄片。聚合物外表層也可以進(jìn)行壓花和/或打毛處理以得到一個(gè)更美的外觀外表層130也可選擇能透過(guò)蒸氣或氣體的、＂可吸入的＂材料組成，這種材料應(yīng)允許來(lái)自吸收生核心層132的蒸汽和氣體通過(guò)并防止液體滲過(guò)外表層130。例如，外表層130可包括具有微孔的聚合物薄片或一個(gè)經(jīng)過(guò)涂層或其它處理的無(wú)紡纖維。這可得到一個(gè)理想的對(duì)液體的不滲透性和對(duì)蒸汽或氣體的可滲透性的相結(jié)合的效果。
外表層130的形狀和尺寸由吸收性核心層132的尺寸和輪廓以及所選擇的具有吸收性制品的特殊設(shè)計(jì)形式?jīng)Q定。例如，外表層130可以是普通的T型，I型或改進(jìn)的水漏型，并且可以以一個(gè)選定的距離伸出在吸收性核心層132的底邊外面，這個(gè)距離可以是1.3cm到2.5cm(0.5到1.0英寸)。
這里所描述的，體側(cè)襯料146與外表層130是以一種實(shí)用的方式連結(jié)或其它的結(jié)合方式連在一起。用連接的方法(圖中未表示)，體側(cè)襯料146與外表層130可在尿布邊緣133處被相互直接固定，所說(shuō)的連接方式例如是粘接，超聲波粘接，熱結(jié)合或其它本技術(shù)領(lǐng)域公知的連接方法。例如，一個(gè)均勻連續(xù)的粘接層，一個(gè)有圖案的粘接層，或一列分開(kāi)的線和盤繞式點(diǎn)狀的粘接結(jié)構(gòu)都可用于把體側(cè)襯料146固定于外表層130。另外，上述的連接方法可用于尿襯布的其他部件的相互連接和裝配。
比如象膠帶接頭緊固件136這樣緊固方法，用在尿布120的后腰帶區(qū)125給使用者提供一個(gè)固定尿布的裝置。圖中所示的是向內(nèi)折疊收緊位置的帶接頭緊固件136，可以從那些任何公知技術(shù)的中得到，并且象在圖11a和11c那樣安置在尿布的角上。緊固帶裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)能重復(fù)收緊，并且可包括一個(gè)或多個(gè)輔助的接縫區(qū)搭板(圖中設(shè)有表示)。象聚丙烯薄片這樣的帶接縫區(qū)材料應(yīng)有一個(gè)壓紋表面，而且既能與外表層的內(nèi)表面也能與其外表面相連接。例如，可以參見(jiàn)Pazdernik申請(qǐng)的美國(guó)專利4753649和Woon等人申請(qǐng)的美國(guó)專利4296750號(hào)。另外，除粘接和其它方法外，象用帶子，鉤環(huán)緊固件，傘形和環(huán)緊固件，按扣，插頭，或卡子等機(jī)械緊固件也可以使用，這些緊固件也可以與粘結(jié)和其它方法結(jié)合在一起使用。在一個(gè)吸收性制品中不使用緊固裝置也是可能的。
如果在一個(gè)特定的制品中有彈性元件134和135的話，它們可以位于鄰近尿布120的邊緣133上。沿著縱向側(cè)邊137，放置的彈性元件196可向使用者的腿部收拉尿襯布120的側(cè)邊。另外，也可以將彈性元件135放置在尿布120的一個(gè)或二個(gè)底邊122上，能起到一個(gè)對(duì)腰部收緊作用。在常用的尿布中典型地使用彈性線制成的腿部和腰部收攏結(jié)構(gòu)，以減少由于普通吸收性結(jié)構(gòu)和材料的不合適而造成的漏出。相應(yīng)地，本發(fā)明的吸收性制品能被方便地成形以減少對(duì)為保持液體為目的設(shè)計(jì)的彈性線收攏結(jié)構(gòu)的依賴。
彈性元件134和135是以一種彈性收縮的形式固定在尿布120中的，這樣，如圖11c所示，在正常的情況下，處于拉緊狀態(tài)，彈性元件會(huì)有效地反方向收縮并使尿布120的一部分收攏起來(lái)。在彈性收縮的情況下，至少有二種方法可以固定彈性元件；例如，當(dāng)尿布120是在不收縮的條件下，彈性元件可以拉伸并固定。另一個(gè)方法是，尿布120可以收縮例如，通過(guò)打褶把彈性元件固定并與尿布120相連接，同時(shí)彈性元件在不放松或不拉伸的狀況下。還有其他可用于尿布收攏的方法，例如，熱收縮彈性材料或拉伸結(jié)合的無(wú)紡纖維疊層材料，如在美國(guó)專利第4720415號(hào)描述的。上述的專利引用結(jié)合于本發(fā)明中。
在該實(shí)施例所示，彈性元件134的延伸長(zhǎng)度可以與尿布120的岔口區(qū)131的長(zhǎng)度基本相同。另外，彈性元件134可伸展到尿布120的整個(gè)長(zhǎng)度。或延伸到適合于彈性收縮線排列的其它長(zhǎng)度，以滿足特定尿襯布或其他吸水性制品的設(shè)計(jì)要求。
彈性元件134可以是多種形狀中的任一種。例如，各個(gè)彈性元件的寬度可以0.25mm(0.01inch)到25mm(1.0inch)或更大。彈性元件134可包括單條彈性材料或包括幾條平行或不平行的彈性材料。所用的彈性元件134可以以直線或曲線的。彈性元件134可用公知技術(shù)中的任一種方法固定在尿布上。例如，可用超聲波粘合、加熱封接和壓力封接，可使用各種結(jié)合圖案壓接或粘接等方法把彈性材料134與尿襯布120結(jié)合起來(lái)。
在該實(shí)施例中，腿彈性元件134有一個(gè)載有一組有多個(gè)單體分開(kāi)的彈性帶的載體層。例如，載體層可包括一條0.75mi厚的聚丙烯薄片，并且彈性條可包括例如是DuPont公司出口的LYCra的彈性纖維，該公司在Wilmington，DE有辦事機(jī)構(gòu)。在該實(shí)施例中，雖然較大或較小厚度的彈性帶也可以使用，但每個(gè)彈性帶厚為大約940decitex。每個(gè)彈性條應(yīng)隔開(kāi)大約2～4mm并且能用任何公知方法例如，盤繞型式的熱熔化粘接與載體層相連。
為形成各種想得到的尿襯布120造形，吸收核心層132一般被放置在與外表層130相鄰處。吸收核心層一般是可壓縮的，相吻合的，無(wú)刺激于穿著者的皮膚，而且能吸收和保持由身體排泄液體。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，吸收性核心層可包括一塊單層完整的材料，也可以包括多個(gè)分開(kāi)的材料層。
吸收性核心層132可以被制成各種尺寸和形狀(例如，長(zhǎng)方形，梯形，T形，I形，水漏形等)并且可使用各種材料制造。吸收核心層132的尺寸和吸收能力應(yīng)與預(yù)定使用者的大小和準(zhǔn)備用的吸性制品吸收的液體量相適應(yīng)。此外，吸收性核心層132的尺寸和吸收能力可根據(jù)使用者是從嬰兒到成人的不同而改變。另外，從本發(fā)明可以了解到，吸收性核心層132的密度和/或基本重量以及它們的相對(duì)比率都可以改變。
各種形式的吸濕性系水性纖維材料都可用在吸收性核心層132的組成部分中。合適的纖維的例子包括有固有吸濕性材料的天然存在的有機(jī)纖維，例如纖維質(zhì)纖維，由纖維素或纖維素派生物組成的人合成纖維，例如人造絲纖維；有固有濕性材料的無(wú)機(jī)纖維，例如玻璃纖維由有固有吸濕熱塑材料制成的合成纖維，例如特定的聚酯或聚酰胺纖維；由有非吸濕性熱塑聚合物制成的合成纖維，例如聚丙烯纖維；通過(guò)合適的方法已變成親水性的。非吸濕性纖維可以變?yōu)橛H水性的，舉例來(lái)說(shuō)，可用硅進(jìn)行處理的方法，可用具有半親水性并且不易從纖維中除去的材料的處理方法，或在形成纖維的過(guò)程中或之后，在非吸濕性疏水性纖維上涂上親水性聚合物的處理方法。為了本發(fā)明的目的，也可以考慮使用上面提到的各種纖維的混合物。
這里所用的＂親水性＂這一術(shù)語(yǔ)指的是纖維或纖維的表面可被與纖維相接觸的含水液體沾濕。材料的潤(rùn)濕程度可依次用接觸角、液體的表面張力和所用材料等術(shù)語(yǔ)描述。適于測(cè)量特定纖維或纖維混合物的潤(rùn)濕度的設(shè)備和技術(shù)可由Cahn SFA－222表面張力分析系統(tǒng)提供。當(dāng)用此系統(tǒng)并根據(jù)下面詳細(xì)描述的過(guò)程測(cè)量時(shí)，具有接觸角小于90°的纖維可稱為＂可吸濕的＂，而具有接觸角大于90°的纖維可稱為＂非吸濕的＂。
普遍認(rèn)為是有＂超吸收性＂的合適的吸收性膠凝化材料可以是象硅膠這樣的無(wú)機(jī)材料或象交膠的聚合物這樣的有機(jī)組合物。交聯(lián)可通過(guò)共價(jià)、離子，范德瓦耳斯或氫鍵結(jié)合方法得到。吸收性凝膠聚合物材料的例子可包括聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、乙烯順丁烯二酐共聚物、聚乙烯酯、羥丙基纖維素，羧甲基纖維素，聚乙烯嗎啉酮，乙烯磺酸的聚合物和共聚物，聚丙烯酸酯，聚丙烯酰胺，聚乙烯吡咯烷酮和類似的。其它的適合于用在吸收核心層的聚合物包括水解的丙烯腈接枝淀粉，丙烯酸接枝淀粉聚丙烯酸酯和異異丁烯馬來(lái)酐共聚物或它們的混合物。其它適用的水凝膠構(gòu)成的聚合物，在由阿薩森等人申請(qǐng)的美國(guó)專利第3902236號(hào)中描述。制備水凝膠構(gòu)成的聚合物的方法在Masyda等人申請(qǐng)的美國(guó)專利第4076663號(hào)和Tsubakimoto等人申請(qǐng)的美國(guó)專利第4286082號(hào)中描述。
吸收性凝化材料一般是離散的顆粒形式的。這種顆?？删哂腥魏蜗胍男螤睢Ｆ骄叽缭诖蠹s20μm到大約1mm的顆粒都可有利地使用。在這里使用的＂顆粒尺寸＂指的是單個(gè)顆粒的最小尺寸的加權(quán)平均值。
能大批供應(yīng)的適用的超吸收凝膠化材料的實(shí)例包括由DOW化學(xué)公司銷售的DOW535；Hoechst Celanese公司銷售的SANWET IM5000P；和Stockhausen銷售的FAVOR SAB835,836或870。
吸收性信心層132包括一個(gè)至少能部分包住核心層的包裹層。包裹層可包括例如，親水性高濕強(qiáng)度的包層網(wǎng)狀物，例如包裹層可耐濕高強(qiáng)度織物或合成纖維，并且能有助于減少?gòu)奈招院诵膶?32來(lái)的吸收性凝膠化材料的移動(dòng)。這種包裹網(wǎng)狀物也能增加吸收性核心層的使用完整性。這種網(wǎng)狀物能粘結(jié)于吸收性制品的吸收性核心層和其它部件。
無(wú)紡材料128能具有任何的要求的形狀，它符合于保持液體和吸收性核心層132的吸收的需要。例如，適用的形狀包括園形，長(zhǎng)方形，三角形，梯形，長(zhǎng)橢園形，狗骨形(dog-boned)，水漏形或橢園形。無(wú)紡材料128應(yīng)優(yōu)先設(shè)計(jì)成能使在無(wú)紡材料與吸收性核心層之間接觸的液體通過(guò)表面積達(dá)到最大。例如，在所示實(shí)施例的尿布120中，無(wú)紡材料128是長(zhǎng)方形的具有頂部表面積從大約240到56.0in2(大約154.8到361.2cm2)。
無(wú)紡材料128應(yīng)有一個(gè)實(shí)用的密度和基本重量值，使之能迅速地收集和臨時(shí)地抑制液體波動(dòng)，并且能把液體從初始進(jìn)入點(diǎn)迅速地傳送到尿襯布120的吸收性核心層。這種結(jié)構(gòu)能有助于防止液體在體側(cè)襯料146上形成水塘和集結(jié)，因此能減少使用者的潮濕感。
無(wú)紡材料128可沿吸收性核心層132和尿襯布120的全長(zhǎng)設(shè)置。除此之外，無(wú)紡材料128可有利地沿尿布長(zhǎng)度的一部分或沿吸收性核心層132的一部分長(zhǎng)度上延伸。同樣地，無(wú)紡材料128可沿尿襯布的一部分寬度上或吸收性核心層的一部分寬度上延伸。例如，無(wú)紡材料128可比吸收性核心層132短至大約4.0英寸，并且橫向?qū)χ性谀虿嫉那懊娌糠?，但要向尿襯布的前腰部偏移，偏移的位置是使無(wú)紡材料128的前邊比吸收性核心層132的前邊向尿襯布的橫向中心線靠近大約0.5英寸到大約1.5英寸。
考慮到是一次性吸收性制品，不笨重或低成本是重要的，可有利地使用不覆蓋吸收性制品的整個(gè)形狀的無(wú)紡材料128。倒不如說(shuō)，無(wú)紡材料可被切開(kāi)，并僅放在使用者的外陰部。
無(wú)紡材料128的緩沖層149被放在液體通過(guò)接觸的體側(cè)襯料146內(nèi)。無(wú)紡材料可通過(guò)已知的連接方法與體側(cè)襯料146連結(jié)或結(jié)合，例如，可應(yīng)用沿著體側(cè)襯料146的內(nèi)(尿襯布)側(cè)的全長(zhǎng)和/或襯對(duì)體側(cè)守料146的緩沖層149的表面，使用粘接盤繞線的連接方法。用于無(wú)紡材料128和體側(cè)襯料146的結(jié)合方法應(yīng)考慮到能保持無(wú)紡材料128的大小，高度或墊塊狀特性。例如，有大約在0.5到0.75 inch總寬的粘接盤繞線僅應(yīng)用在沿?zé)o紡材料128的長(zhǎng)度延伸的緩沖層149的側(cè)邊上，不能沿著緩沖層149的末端或中心部位不粘接上，以保持無(wú)紡材料128所需要的厚度，以達(dá)到要完成的功能。
應(yīng)該考慮到，根據(jù)本發(fā)明制成的無(wú)紡材料128，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)裁剪和調(diào)整以提供所要求的各種性能。例如，適度的小便失禁和月經(jīng)與嬰兒的排尿有不同的排出速率、體積和時(shí)間。此外，在波動(dòng)狀態(tài)的液體可根據(jù)液體的粘度、表面張力、溫度和其它物理特性而改變，所說(shuō)的波動(dòng)能影響各種現(xiàn)行的產(chǎn)品使用中的纖維的性能。
尿布120中的無(wú)紡材料128含有彈性纖維結(jié)構(gòu)。無(wú)紡材料在載荷下應(yīng)處于足夠的松疏狀態(tài)以在材料中保持空隙，在吸濕的情況下抗塌陷，以更好地排出液體和更好地允許材料解吸，并在浸濕后可重新使用以保持對(duì)其后的吸收作用的空隙體積容量。無(wú)紡材料128的耐壓縮特性能實(shí)現(xiàn)對(duì)多種污物疏體的儲(chǔ)存。無(wú)紡材料128的絎縫結(jié)構(gòu)，在使用時(shí)還能使空氣流通。
雖然在圖4和11a～c中表示了尿布100和120組成部分的特定結(jié)構(gòu)，但這些部分也可裝配成各種公知的尿布結(jié)構(gòu)?？梢愿M(jìn)一步地看到，除尿布外一次性吸收性制品根據(jù)它們的最終用途，可以選擇各個(gè)部件。
任何體側(cè)襯料一個(gè)重要的特性是它的柔軟性。特別地，對(duì)于襯料來(lái)說(shuō)，考慮到對(duì)嬰兒的舒適性，襯料具有在接觸上感到非常柔順和柔軟是重要的。本發(fā)明已觀察到，由本發(fā)明的無(wú)紡材料80制成的面向身體層12具有優(yōu)異的柔軟特性。
一般無(wú)紡襯料和無(wú)紡纖維的另一個(gè)重要特性是拉伸強(qiáng)度，即，耐撕裂和撕裂之前的。這些特性已由本發(fā)明人在一種比如是Instron Model TM 1000(Instron公司在邁阿密州的Canton有辦事機(jī)構(gòu))的裝置上測(cè)量過(guò)，過(guò)程是，用一對(duì)夾子在整個(gè)寬度上夾住一條無(wú)紡纖維樣品(大約1×6in.(25.4×1524mm))，然后，以一個(gè)恒定的延伸長(zhǎng)率拉開(kāi)夾子。拉斷纖維所需的力被記錄為拉伸強(qiáng)度，并且斷裂前纖維長(zhǎng)度與長(zhǎng)的比值為延伸率。完成這樣的試驗(yàn)，或者夾子的纖維取向以使所用的力是機(jī)器方向(MD)的，或者用纖維取向以使所用的力在橫向上(CD)?？梢钥吹?，在下面幾個(gè)討論的例子中，本發(fā)明的無(wú)紡材料表現(xiàn)出了足夠的拉伸強(qiáng)度和延伸率特性。
對(duì)于象一次性尿布這樣的吸收性制品的襯料，還有另一個(gè)特別重要的特性是襯料的可濕潤(rùn)性。根據(jù)吸收性制品的設(shè)計(jì)，為使液體方便地通過(guò)布到達(dá)吸收性核心層，通常希望使襯料保持部分地可濕潤(rùn)性。另外，更希望在襯料中有一個(gè)可濕潤(rùn)能力梯度，這樣能使液體從穿著者一側(cè)吸走以達(dá)到增加舒適性和保護(hù)皮膚健康的目的。特別是，象在本發(fā)明中一樣，希望能有一個(gè)比緩沖層22不易濕的面向體側(cè)層12，即，這個(gè)緩沖層是與吸收性材料靠得最近的層。在這種情況下，液體流到吸收性核心層材料上比它流回到穿著者的皮膚上更容易。
許多適合于制作無(wú)紡網(wǎng)狀物的聚合物是疏水性的。特別是，聚烯烴纖維是完全疏水性的。結(jié)果，這是理想的，用這些聚合物制作無(wú)紡網(wǎng)狀物提供一個(gè)合適的吸濕性和親水性程度。從現(xiàn)有技術(shù)中了解到，象聚丙烯這樣的疏水性纖維的吸濕性，能應(yīng)用水溶性表面涂層而得到提高，典型地從大約0.3％到大約0.6％涂于這種疏水性纖維表面，以使在最終應(yīng)用時(shí)改善這種纖維對(duì)液體的易處理特性。在這里描述的實(shí)施例中，在形成無(wú)紡層12和22之前，通過(guò)用水溶性表面涂層處理纖維，可使使用的聚丙烯纖維變成可吸濕性的。
另一個(gè)對(duì)形成所述的吸濕梯度的影響因素是，在形成底層無(wú)紡層22時(shí)，使聚丙烯纖維和合適數(shù)量的聚酯纖維混合。如上所述，在無(wú)紡層22中，用在聚丙烯和聚酯纖維的均勻混合物中的較粗糙和更具彈性的聚酯纖維可導(dǎo)致不同尺寸的孔，在頂層12和底層22之間形成所需的吸濕梯度。
下面提供的實(shí)施例可以對(duì)本發(fā)明有更詳細(xì)的理解。其特定的組成，比例，材料和參數(shù)都是一種舉例，并不對(duì)本發(fā)明的范圍作特別的限制。
實(shí)施例1通過(guò)在如上所述的普通梳理機(jī)上混合，可形成由100％聚丙烯(由Hercules制造的PP－196，該公司在Wilmington，DE有辦不機(jī)構(gòu))組成的頂層。頂層的基本重量為大約18g/m2(0.5Oz/yd2)。通過(guò)在一臺(tái)普通的梳理機(jī)上混合，可形成由60％聚酯(由Sam yang制造的SD－10，在南朝鮮的漢城有辦事機(jī)構(gòu))和40％PP－196聚丙烯形成底層。底層的基本重量大約為32g/m2(0.9Oz/yd2)。通過(guò)如圖3和3a所示的熱壓接輥，頂層和底層被熱壓接在一起，與頂層接觸的壓接輥的溫度保持在大約272°F(133℃)，與底層接觸的壓接輥的溫度保持在大約315°F(157℃)。壓接輥的線速度大約在80f/min(24m/min)，在壓接輥之間的輥隙壓力大約為300Pli。這種熱結(jié)合過(guò)程形成了無(wú)紡疊層材料，在結(jié)合區(qū)內(nèi)它具有帶孔的間隔的結(jié)合圖形，并且結(jié)合區(qū)百分比大約為2％。
實(shí)施例2通過(guò)在如上所述的普通梳理機(jī)混合，可形成一個(gè)由100％PP－196聚丙烯的頂層。頂層的基本重量大約為18g/m2(0.5oz/yd2)。通過(guò)在普通梳現(xiàn)機(jī)上混合，可形成由60％聚酯(PET－295，由Hoechst Celanese制造，在Greenville，SC有辦事機(jī)構(gòu))和40％PP196聚丙烯組成的底層。底層的基本重量大約為32g/m2(0.9oz/yd2)。通過(guò)如圖3和3a的熱壓接輥，可把頂層和底層熱壓接在一起，與頂層相接觸的壓接輥溫度保持在大約272°F(133℃)，與底層相接觸的壓接輥溫度保持在大約315° F(157℃)。壓接輥的線速度大約為80ft/min(24m/min)，壓接輥間輥隙壓力大約為300Pli。這種熱結(jié)合過(guò)程形成無(wú)紡疊層材料，在結(jié)合區(qū)內(nèi)它具有帶孔的間隔結(jié)合圖形，并且結(jié)合區(qū)百分比大約為2％。
實(shí)施例3頂層是由100％聚丙烯纖維(由Lohmann.GmbH&CO.KG供應(yīng)的PT110－20，在Neuwide，Germany有辦事機(jī)構(gòu))組成。頂層的基本重量為大約20g/m2(0.5oz/yd2)。通過(guò)在如上所述的普通梳理上混合，可形成由60％聚酯(由在Frankfurt，Germany有辦事機(jī)構(gòu)的Hoechst/AG制造的PET－292)和40％聚丙烯(由在Varde，Denmark有辦事機(jī)構(gòu)的Danaklon A/S制造的PP－71＂SOFT－71＂)組成的底層。底層的基本重量為32g/m2(0.9oz/yd2)。通過(guò)如圖3和3a所示的壓接輥可把頂層和底層熱壓接在一起，與頂層相接觸的壓接輥的溫度保持在大約272°F(133℃)，與底層相接觸的壓接輥的溫度保持在大約315°F(157℃)。壓接輥的線速度大約為80ft/min(24m/nin)，壓接輥之間的輥隙壓力大約為300Pli。這種熱結(jié)合過(guò)程形成無(wú)紡疊層材料，在結(jié)合區(qū)內(nèi)具有帶小孔的間隔結(jié)合圖形，并且結(jié)合區(qū)百分比大約為2％。
實(shí)施例4用普通的紡粘成形法，可形成由100％PP－71聚丙烯纖維組成的頂層。頂層的基本重量大約為22g/m2(0.6oz/yd2)。通過(guò)在臺(tái)普通的梳理機(jī)上混合，可形成由60％聚酯PET－292和40％PP－71聚丙烯組成的底層。底層的基本重量為大約32g/m2(0.9oz/yd2)。通過(guò)如在圖3和3a所示的熱壓輥，可使頂層與底層被熱壓接在一起與頂層相接觸的壓接輥的溫度保持在大約272°F(133℃)，與底層相接觸的壓接輥的溫度保持在大約315°F(157℃)。壓接輥的線速度大約為80ft/min(24m/min)，壓接輥之間的輥隙壓力大約為300Pli。這種熱結(jié)合過(guò)程形成無(wú)紡疊層材料，在結(jié)合區(qū)內(nèi)具有帶小孔的間隔結(jié)合圖形，并且結(jié)合區(qū)百分比大約為2％。
實(shí)施例5通過(guò)一臺(tái)如上所述的普通梳理機(jī)上混合，可形成由100％聚丙烯(75％PP－196和25％PP－190，由在Wilmington，DE有辦事機(jī)構(gòu)的Hercules，Inc制造)組成的頂層。頂層的基本重量大約為18g/m2(0.5oz/yd2)。用一臺(tái)普通梳理機(jī)上混合可形成由60％PET－292聚酯和40％PP－71聚丙烯組成的底層。底層的基本重量大約為32g/m2(0.9oz/yd2)。用如圖3和3a所示的熱壓接輥，可使頂層和底層熱壓結(jié)合在一起，與頂層相接觸的熱壓接輥的溫度保持在大約272°F(133℃)，與底層相接觸的熱壓接輥的溫度保持在大約315°F(157℃)。壓接輥的線速度大允為80ft/min(24m/min)，在壓接輥之間的輥隙壓力大約為300Pli。這種熱壓接過(guò)程可產(chǎn)生無(wú)紡疊層材料，在結(jié)合區(qū)內(nèi)具有帶小孔的間隙結(jié)合圖形，并且結(jié)合區(qū)百分比大約為2％。
實(shí)施例6通過(guò)在一臺(tái)如上所述的普通梳理機(jī)上混合，可制成由100％PP－196聚丙烯組成的頂層。頂層的基本重量大約為18g/m2(0.5oz/yd2)。通過(guò)在一臺(tái)普通梳理機(jī)上混合，可制成由60％PET－295聚酯和40％PP－196聚丙烯組成的底層。底層的基本重量大約為32g/m2(0.9oz/yd2)。用如圖3和3a的熱壓接輥可把頂層和底層熱壓結(jié)合在一起，與頂層相接觸的熱壓接輥的溫度保持在大約272°F(133℃)，與底層相接觸的壓接輥的溫度保持在大約315°F(157℃)。壓接輥的線速度大約為80ft/min(24m/min)，壓接輥間的輥隙壓力大約為300Pli。這種熱壓接過(guò)程能形成無(wú)紡疊材料，在結(jié)合區(qū)內(nèi)具有帶小孔的間隔結(jié)合圖形，并且結(jié)合區(qū)百分比大約為2％。
上面的合成的無(wú)紡疊層材料的例子具有在下面表格表明的特性 表I基本重量實(shí)施例(g/m2) 厚度(in.)密度(g/cc)張力(g/in1) 延伸率(％)ExampleBasis Thick-Tensile ％WeightnessDensity (g/in.) Elongation(g/m2) (in.) (g/cc) MDCD MD149.0 0.0460.0411578.0 196.033.2252.0 0.0460.0441585.0 198.032.0351.0 0.0480.0422672.0 402.029.2456.5 0.0510.0431439.0 382.026.1551.2 0.0570.0341509.0 228.039.6651.5 0.0580.0351610.0 263.037.3為得到此表內(nèi)的結(jié)果，可用以下的試驗(yàn)過(guò)程確定本發(fā)明的無(wú)紡材料10的特定參數(shù)。所設(shè)計(jì)的液體吸收和回流評(píng)價(jià)(FIFE)試驗(yàn)可測(cè)量在一次性吸收性制品中襯料的吸收/透過(guò)時(shí)間，回流數(shù)量和液體滯留數(shù)量。可用一個(gè)秒表測(cè)量吸收/透過(guò)時(shí)間(以秒計(jì)算)，并且目測(cè)決定吸收模擬的尿排泄物所用的時(shí)間。在吸收性制品吸收了有壓力的三種液體污物中的每一種之后，回流試驗(yàn)可測(cè)量從制品的面向＂使用者側(cè)＂滲出的液體數(shù)量(以克計(jì)算)。
如圖7和8所示的裝置可用于此試驗(yàn)。如圖4和圖7中虛線部分102所示的一個(gè)用于試驗(yàn)的尿襯布樣品，其重量精確為0.1g。樣品102要做如下準(zhǔn)備，沿著它們的長(zhǎng)度，剪裁腿部和腰位的彈性元件和保護(hù)擋帶(圖中沒(méi)有表示)以使樣品能放平。樣品102的尺寸，重量和密度分布和吸收性核心層的組成都應(yīng)被適當(dāng)?shù)目刂埔缘玫接行У慕Y(jié)果。這里獲得的報(bào)告的數(shù)據(jù)是，從含有無(wú)紡材料10的12in×12in(305mm，×305mm)方形樣品中得到的，所述的無(wú)紡材料在上述實(shí)施例4，5和6中描述。并且吸收性核心層包含有大約10克木漿絨毛和大約12克象D0W DRYTECH 835或相類似物這樣的超吸收性材料。
樣品102被放平并在一個(gè)880g力下壓平。圓柱平板組件104能使有5.1cm內(nèi)徑的圓筒形體106對(duì)準(zhǔn)預(yù)定的位置108。例如，由被測(cè)吸收性制品的尺寸[即小(s)，中(m)，大(1)或超大(xl)]，預(yù)定位置108到樣品102邊緣的范圍在從大約4 1/2inehes(114.3mm)到大約5 3/4(nches(146.1mm)。在樣品102下面是一個(gè)隆起的平臺(tái)110，其尺寸為1/2inch(12.7mm)高(d)×6inches(152.4mm)長(zhǎng)(e)×3inches(76.2mm)寬(f)。在圓柱平板組件104下，圓筒形106也伸出大約1/32inch(0.8mm)的距離(g)。
在園柱106頂部的漏斗112是垂直于樣品102，并且與預(yù)定位置108對(duì)中。可從漏斗112中倒入特定數(shù)量的人造尿液(例如，分別對(duì)應(yīng)于小，中，大或超大尿襯布的50ml，80ml或100m1)。(例如，可以在Appleton，WI有辦事機(jī)構(gòu)的PPG工業(yè)公司得到適用的人造尿液，產(chǎn)品為K－C399105)。可用秒表測(cè)量在液體開(kāi)始與樣品102接觸時(shí)和在樣品102表面不再看到液體之間的所經(jīng)過(guò)時(shí)間。在吸入首次液體污物1分鐘之后，第二次同樣量的污物也被倒入。象對(duì)第一次污物那樣也要測(cè)量吸入第二次污物的時(shí)間。
參見(jiàn)圖9和10，在吸入第二次污物1分鐘之后，樣品102被放置在一個(gè)真空設(shè)備114內(nèi)，并被蓋上一張有不可滲透液體的乳膠層118的吸濕紙116。然后用35000dyne/cm2(大約0.5psi)的真空壓力吸住在吸濕紙116上的不可滲乳膠層118和樣品102，時(shí)間為二分鐘。在壓力解除以后，對(duì)濕的吸濕紙116進(jìn)行稱重。吸濕紙116增加的重量(以克計(jì)算)代表了回流量。
在從樣品102上解除壓力一分鐘內(nèi)，加入第三次液體污物象上述那樣計(jì)時(shí)。為描述進(jìn)入樣品102的液體數(shù)量(這里所描述的是80ml的試驗(yàn)結(jié)果)吸入液體的時(shí)間是以多少秒來(lái)記錄的。
下列表中表明了在上面實(shí)施例4，5和6中的無(wú)紡疊層材料的回流值和吸收液體時(shí)間。
表II實(shí)施例FIFE液體吸收時(shí)間(秒)FIFE回流量(克)ExampleFIFE Liquid FIFEIntake TimeFlowbacK(seconds) (grams)4 337.15 341.96 303.2雖然在上面表示了對(duì)幾個(gè)特定實(shí)例進(jìn)行液體吸收和回流評(píng)價(jià)測(cè)試的結(jié)果，但是，由在這里所述的無(wú)紡材料10組成的吸收性制品的液體吸收時(shí)間可從大約11秒變化到大約38，秒并且回流值可從大約1.0克變化到大約9.0克。
可以認(rèn)為，根據(jù)本發(fā)明制成的無(wú)紡材料10本領(lǐng)域普通技術(shù)人員很容易進(jìn)行裁剪和調(diào)整以適應(yīng)實(shí)際使用中的各種性能需要。例如，適度的小便失禁和月經(jīng)與嬰兒的排尿有著不同的排放速率、體積和次數(shù)。另外，在緩沖層上的液體會(huì)根據(jù)液體的粘度、表面張力、溫度和其它物理特性而改變，這些特性會(huì)影響在各種應(yīng)用產(chǎn)品中的無(wú)紡材料10的性能。因此，雖然本發(fā)明是參照上面所述的各種實(shí)施例和具體情況進(jìn)行描述的，但可以理解本發(fā)明可以作進(jìn)一步的改進(jìn)。因此，根據(jù)本發(fā)明的總的原則，其應(yīng)用應(yīng)包括任何對(duì)本發(fā)明的變形用途或修改，而且包括那些偏離本說(shuō)明書(shū)的，本技術(shù)領(lǐng)域的公知和常規(guī)的技術(shù)，上述這些均附屬于本發(fā)明，并落入后面所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種疊層纖維材料包括一個(gè)由有一種或多種熱塑聚合材料的多元性纖維組成的頂層纖維層；一個(gè)由有二種或多種熱塑聚合材料的多元性纖維組成的底層維維層；所述頂層和底層以一種隔開(kāi)的結(jié)合圖案結(jié)合在一起，所說(shuō)的圖案包括許多單個(gè)的壓實(shí)結(jié)合區(qū)，在它們之間具有在輕微結(jié)合的纖維間隔著；所述結(jié)合區(qū)中形成有小孔。
2.如權(quán)利要求1中所述的疊層纖維材料，其特征在于所述頂層和底兩層都包括有無(wú)紡網(wǎng)狀物。
3.如權(quán)利要求2中所述的疊層纖維材料，其特征在于頂和底兩層中至少有一層包括一種紡粘網(wǎng)狀物。
4.如權(quán)利要求2中所述的疊層纖維材料，其特征在于，所述頂層纖維層的纖維是互相連接在一起的。
5.如權(quán)利要求2中所述的疊層纖維材料，其特征在于頂、底兩纖維層是被熱結(jié)合在一起的。
6.如權(quán)利要求2所述的疊層纖維材料，其特征在于結(jié)合區(qū)占這種材料表面積的大約1.0％到大約6.0％。
7.如權(quán)利要求2所述的疊層纖維材料，其特征在于結(jié)合區(qū)占這種材料表面積的大約2.0％到大約4.0％。
8.如權(quán)利要求2所述的疊層纖維材料，其特征在于所述頂層包括選自一組含有聚烯烴的一種或多種熱塑聚合物材料組成，底層包括選自一組含有聚烯烴和聚酯的兩種或多種熱塑聚合物材料的混合物。
9.如權(quán)利要求8所述的疊層纖維材料，其特征在于所述頂層包括聚丙烯和所述底層包括一種聚丙烯種聚酯的混合物。
10.如權(quán)利要求9所述的疊層纖維材料，其特征在于所述頂層包括大約100％的聚丙烯和所述底層包括變化范圍在從大約70％的聚丙烯和30％的聚酯到大約25％聚丙烯和大約75％的聚酯。
11.如權(quán)利要求9所述的疊層纖維材料，其特征在于所述頂層包括大約100％的聚丙烯和所述底層包括大約40％聚丙烯和大約60％的聚酯。
12.如權(quán)利要求2所述的疊層纖維物，其特征在于所述頂層纖維的密度比底層纖維大，這要在上述的頂?shù)變蓪舆B接之前確定。
13.一種吸收性制品包括一透液性體側(cè)襯料；一不透液性外表面；一在所述體側(cè)襯料和所述外表面之間設(shè)置吸收性核心層；一被靠近地置于至少一部分體側(cè)襯料的疊層纖維材料；所述疊層纖維材料包括一纖維頂層，它由一種或多種熱塑聚合材料的多元性纖維組成；纖維底層包括二種或多種熱塑聚合物材料組成的多元性纖維；所述的頂層和底層以一種隔開(kāi)結(jié)合圖案結(jié)合在一起的，所說(shuō)的圖案包括許多單個(gè)的壓實(shí)結(jié)合區(qū)，在它們之間具有輕微結(jié)合的纖維間隔著；在所述結(jié)合區(qū)中有小孔形成。
14.一種吸收性制品包括一透液性體側(cè)襯料；一不透水性外表面層；一靠近地置于至少一部分體側(cè)襯料的疊層纖維材料；所述疊層材料包括纖維頂層，它由一種或多種熱塑聚合物材料的多元性纖維組成；一底層纖維層包括兩種或多種熱塑聚合物的多元性纖維；所述的頂層和底層以一種隔開(kāi)結(jié)合圖案結(jié)合在一起的，所說(shuō)的圖案包括許多單個(gè)的壓實(shí)結(jié)合區(qū)，在它們之間具有輕微結(jié)合的纖維間隔著；在所述結(jié)合區(qū)中有小孔形成；并且一個(gè)吸收性核心層位于所疊層纖維材料和外表層之間。
15.如權(quán)利要求13或14所述的吸收性制品，其特征在于；所述纖維頂層包括大約100％的聚丙烯和所述纖維底層包括變化范圍從大約70％的聚丙烯和大約30％的聚酯至大約25％的聚丙烯和大約75％的聚酯。
16.如權(quán)利要求13或14所述的吸收性制品，其特征在于所述頂層包括一個(gè)基基本重量在大約16～28g/m2變化的結(jié)合的梳理網(wǎng)狀物，并且是由變化范圍在1.0～3.0登尼爾的聚丙烯纖維組成，所述底層包括一個(gè)其基本重量在大約24～35g/m2變化的結(jié)合的梳理網(wǎng)狀物，并且是由變化范圍在1.0～3.0登尼爾的聚丙烯纖維和變化范圍在3.0～9.0登尼爾的聚酯纖維混合的組成。
17.如權(quán)利要求14所述的吸收性制品，其特征在于所述無(wú)紡疊層材料的長(zhǎng)度小于所述外表層的長(zhǎng)度，其寬度小于所述外表層的寬度。
18.如權(quán)利要求14所述的吸收性制品，其特征在于所述無(wú)紡疊層材料的長(zhǎng)度小于所述吸收性核心層的長(zhǎng)度。
19.一種制造疊層纖維材料的方法，包括下列步驟a，制成一個(gè)具有由一種或多種熱塑聚合物材料組成的多元性纖維的纖維頂層；b，制成一個(gè)具有由二種或多種熱塑聚合物材料組成的多元性纖維的纖維底層；c，頂層和底層以一種隔開(kāi)的結(jié)合圖案結(jié)合在一起，所說(shuō)的圖案包括許多單個(gè)的壓實(shí)結(jié)合區(qū)，在它們之間具有輕微結(jié)合的纖維間隔著；d，在連接區(qū)中形成小孔。
20.如權(quán)利要求15所述的制造方法，其特征在于在頂層成形之后，所述成形步驟b包括一個(gè)把所述底層纖維放置在所述頂層之上的步驟。
21.如權(quán)利要求15所述的制造方法，其特征在于所述成形步驟a包括所述頂層的所述纖維的相互結(jié)合。
22.如權(quán)利要求15所述的制造方法，其特征在于所述結(jié)合步驟c包括熱壓接。
23.如權(quán)利要求18所述的制造方法，其特征在于所述結(jié)合步驟c包括一個(gè)在其外表面上具有間隔的凸起結(jié)合圖案的頂層壓接輥和一個(gè)在其外表面有多個(gè)凸起的結(jié)合點(diǎn)的底層壓接輥。
24.如權(quán)利要求15所述的制造方法，其特征在于所述的頂層和底層都包括有無(wú)紡網(wǎng)狀物。
25.如權(quán)利要求15所述的制造方法，其特征在于在所述的頂層和底層之中，至少其中一層包括紡粘網(wǎng)狀物。
26.如權(quán)利要求15所述的制造方法，其特征在于一個(gè)由選自一組聚烯烴的一種或多種熱塑聚合物材料組成的所述頂層和一個(gè)由選自一組聚烯烴和聚酯的兩種或多種熱塑聚合物材料組成的所述底層。
27.一種用于制作疊層纖維材料的設(shè)備包括用于形成頂層纖維層的裝置，所說(shuō)的頂層纖維層包括一種或多種熱塑聚合物材料組成的多元性纖維；用于形成底層纖維層的裝置，所說(shuō)的底層纖維層包括二種或多種熱塑聚合物材料組成的多元性纖維；用于把頂層和底層以一種隔開(kāi)的結(jié)合圖案結(jié)合一起的結(jié)合裝置，所說(shuō)的圖案包括許多單個(gè)的壓實(shí)結(jié)合區(qū)，在它們之間具有輕微結(jié)合的纖維間隔著；用于在結(jié)合區(qū)內(nèi)形成小孔的裝置。
28.一種用于制作按權(quán)利要求23所述方法形成的疊層纖維材料的設(shè)備，其特征在于所述的結(jié)合裝置包括一個(gè)在其外表面有隔開(kāi)的凸起結(jié)合圖案的頂層壓接輥和一個(gè)在其外表面有多個(gè)凸起壓接點(diǎn)的底層壓接輥。
29.一種用于制作作按權(quán)利要求23所述的方法形成的疊層纖維材料的設(shè)備，其特征在于還包括一種用于把所述頂層纖維層的纖維相互結(jié)合在一起的頂層結(jié)合裝置。
30.一種用于制作按權(quán)利要求24所述的方法形成的制造疊層纖維材料的設(shè)備，其特征在于；它還包括用于加熱所述的頂層和底層壓接輥的其中至少一個(gè)輥的裝置；用于使所述底層壓結(jié)輥旋轉(zhuǎn)的裝置。
31.一種用于制作按權(quán)利要求26所述方法形成的疊層纖維材料的設(shè)備，其特征在于，所述的頂層壓結(jié)輥有一個(gè)頂層輥轉(zhuǎn)速和所述的底層壓結(jié)輥有一個(gè)底層輥轉(zhuǎn)速，所述的頂層輥轉(zhuǎn)速至少要比底層輥轉(zhuǎn)速大4％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維疊層材料，其特征在于，一個(gè)有多元性人造絲纖維或連續(xù)的熱塑材料長(zhǎng)絲組成的纖維頂層，一個(gè)由多元性人造絲纖維或二種或多種熱塑或其他材料長(zhǎng)絲組成的纖維底層，以一種能形成小孔的隔開(kāi)結(jié)合圖案把兩層纖維層結(jié)合在一起，以形成一個(gè)當(dāng)它置于與人身皮膚接觸時(shí)，能改善對(duì)液體的擴(kuò)散和易處理特性并且能提高舒適性和柔軟性的纖維疊層材料。本發(fā)明還包括制造這種纖維疊層物的方法和設(shè)備，以及用這種纖維疊層構(gòu)成的吸收性的制品。
文檔編號(hào)B29C65/00GK1119581SQ9410879
公開(kāi)日1996年4月3日 申請(qǐng)日期1994年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月6日
發(fā)明者M·I·阿力克汗, D·L·普羅斯邁爾, E·B·黎克特 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克公司